4 TEORIJSKE OSNOVE DESTILACIJE

Embed Size (px)

Citation preview

TEORIJSKE OSNOVE DESTILACIJEDESTILACIJA je tehnoloka operacija kojom se delimino ili potpuno razdvajaju komponente iz tenih smea. Destilacijom se mogu odvojiti komponente, koje kod jedne iste temperature imaju razliiti napon para (tj. take kljuanja). Udeo para lake isparljive komponente, uvek je vei u parnoj fazi nego u tenoj smei Od ovog pravila odstupaju jedino tzv. azeotropske smee. Destilacijom dobijena tenost razlikuje se od sirovine koja je podvrgnuta destilaciji.

TEORIJSKE OSNOVE DESTILACIJEOsnovi ravnotee faznih sistemaU sirovinama koje se podrvrgavaju destilaciji, u cilju proizvodnje jakih alkoholnih pia i rektifikovanog etanola, preovlauju etil alkohol (etanol) i voda. Drugi isparljivi sastojci nalaze se u relativno malim koliinama, tako da se za prouavanje destilacije uzima dvokomponentni sistem: etil alkohol (etanol) - voda. Ako posredstvom toplotnog kretanja, iz tenosti u paru, u jedinici vremena prelazi onoliko molekula, koliko obratno, prelazi iz pare u tenost, tada se kae da izmeu tenosti zatvorene u sudu i pare koja se nalazi iznad nje, uspostavlja pokretna fazna ravnotea.

TEORIJSKE OSNOVE DESTILACIJEI ZAKON KONOVALOVA: Za binarne rastvore sa neogranienom rastvorljivou, kao to su etanol-voda, para koja se nalazi u ravnotei sa rastvorom, uvek sadri u odnosu na tenost, u viku onu komponentu, ijim dodavanjem kod neizmenjene temperature, se poveava opti pritisak para ili kod postojanog pritiska sniava temperatura kljuanja. Na normalnom pritisku, voda kljua na 100oC, a etanol na 78,30oC. Taka kljuanja etanolno-vodenog rastvora zavisi od odnosa etanola i vode. Ukoliko je u rastvoru vie vode, ona se pribliava vrednosti 100oC i obrnuto. Etanolno-vodeni rastvor odreenog sastava odlikuje se stalnom temperaturom kljuanja.

TEORIJSKE OSNOVE DESTILACIJETemperatura kljuanja i koncentracija para nisu stalne, ve se menjaju u zavisnosti od sastava tene smee.

Napon pare etanola i vodeKada kod jedne iste temperature, dve komponente imaju razliit napon pare, tada se moe postii njihovo razdvajanje pomou destilacije. Napon para etanola je kod svake temperature znatno vei od napona pare vode, pa e pri isparavanju etanolno-vodenih rastvora, u parama uvek biti vie etanola, no u tenosti koja isparava (tab.1).

TEORIJSKE OSNOVE DESTILACIJEtabela.1 Napon para etanola i vode (u mm Hg )

TEORIJSKE OSNOVE DESTILACIJENa primer, kod 100oC napon pare vode je 760 mmHg, a napon pare etanola je 1692 mm Hg. Zato para koja se izdvaja iz etanolno-vodenog rastvora uvek sadri vie etanola nego vode. Napon para se poveava paralelno sa poveanjem koncentracije etanola u tenoj fazi, do izvesnog maksimuma, koja odgovara taki a na ravnotenoj krivi etanol-voda. Ta koncentracija odgovara sadraju etanola u smei od 95,57 % te, odnosno 97,2 %v/v. Kako i pored manjeg napona, voda ipak isparava zajedno sa etanolom, smea etanol-voda prokljuae, kada njen zbirni napon para dostigne visinu atmosferskog pritiska.

TEORIJSKE OSNOVE DESTILACIJEPrema Raulovom zakonu, parcijalni pritisak neke komponente u rastvoru, odnosi se prema pritisku pare iste komponente, isto onako, kao to se broj molekula date komponente odnosi prema optem broju molekula rastvora. pa = pA x XA pb = pB x XB gde su: pA i pB naponi para istih komponenata A i B a XA i XB molarni udeli komponenata A i B u smei Parcijalni pritisak komponenata u rastvoru sniava se proporcijalno smanjivanju njegovog proporcionalnog udela. Jasno je da e parcijalni pritisak komponente iznad rastvora uvek biti nii, nego iznad istog jedinjenja.

TEORIJSKE OSNOVE DESTILACIJERaulov zakon primenljiv je samo za idealne rastvore, koji se pored drugih osobina, karakteriu odsustvom kontrakcije i toplotnog efekta pri meanju komponenata. Ravnotea izmeu sastava tene i gasne faze za sistem etanolvoda tokom destilacije rastvora sa rastuom koncentracijom etanola, prikazana je tabelarno (tabela.2) i grafiki (grafik.1) Ako se u pravouglom koordinatnom sistemu, na osi apcise nanese sadraj etanola u tenosti, a na osi ordinate sadraj etanola u parama, moe se iscrtati kriva, koja pokazuje odnos izmeu sadraja etanola u tenosti i u parama, i naziva se kriva ravnotee za homogenu smeu etanol-voda pri normalnom pritisku.

TEORIJSKE OSNOVE DESTILACIJEgrafik.1 Kriva ravnotee sistema etanol-voda

TEORIJSKE OSNOVE DESTILACIJE

TEORIJSKE OSNOVE DESTILACIJEPrava koja deli ovaj dijagram dijagonalno, teorijski pokazuje isti sadraj etanola u parnoj i tenoj fazi, to u praksi nikada nije sluaj. Krivulja pokazuje sadraj etanola u parnoj fazi u zavisnosti od sadraja etanola u tenoj fazi, i saglasna je I Zakonu Konvalova do take a. U taki a krivulja se spaja sa dijagonalom i oznaava tzv. azeotropsku smeu, kod koje je sadraj etanola u parnoj fazi jednak sadraju etanola u tenoj fazi. Znai, koncentrisanje etanola ide sve do take a, koja oznaava azeotropnu taku. Azeotropna smea se javlja pri koncentraciji etanola od 97,2 % v/v, odnosno 95,7 % te, i oznaava nerazdvojnu smeu, kod koje vie nema razdvajanja etanola i vode, pa je koncentracija etanola u parama (parnoj fazi) ista kao i koncentracija etanola u tenosti (tenoj fazi).

TEORIJSKE OSNOVE DESTILACIJEOd take a krivulja ide dalje po dijagonali do vrha dijagrama, za koju vai II ZAkon Konovalova: U ekstremima pritiska pare, sastavi tene i parne faze poklapaju se odnosno Pri poveanju sadraja etanola u tenosti raste i sadraj etanola u parama ali ne proporcionalno. U sistemima kod take max i min pritiska pare ili take kljuanja smee, sastavi tene i parne faze ostaju isti, to se oznaava takom a, tj azeotropnom takom. Azeotropna taka nije stalna pri svakom spoljnem pritisku, i pomera se sa njegovim snienjem. Sadraj etanola u tenosti i parama sa koeficijentima pojaavanja, prikazan je u tabeli 2.

TEORIJSKE OSNOVE DESTILACIJEtabela.2 Sadraj bezvodnog etanola u tenoj i parnoj fazi (u te %)

TEORIJSKE OSNOVE DESTILACIJEUticaj neisparljivih sastojaka komine na ravnoteu dvojne smee etanol-vodaU fermentisanim kominama voa, melase, skrobnih i slinih sirovina, pored isparljivih nalaze se i neisparljive materije, koje poveavaju koncentraciju etanola u parama, u odnosu na njegovu koncentraciju u parama iznad istog etanolno-vodenog rastvora. Ovo je posledica pojave hidratacije suvih materija. Navedeni uticaj suvih materija komine, podudara se sa uticajem prisutne saharoze u meavini etanol-voda. Za sistem etanol-voda-saharoza predloena je formula po kojoj se moe izraunati koliina etanola u parama, kada je poznat sadraj eera i etanola u tenosti.

TEORIJSKE OSNOVE DESTILACIJENa isti nain manifestuje se i prisustvo eera u vinu pri odreivanju koncentracije etanola pomou ebulioskopa. Za slatka vina, date su odgovarajue korekcije, kojima se naena koncentracija etanola umanjuje proporcionalno, naenoj koliini eera.

Uticaj viih alkohola na ravnoteu dvojne smee etanol-vodaNormalna koliina viih alkohola (patonih ulja) koja se nalazi u fermentisanim sirovinama ne utie bitnije na ravnoteu smee etanol-voda. Meutim, u odreenim delovima rektifikacione kolone ima zona u kojima je sadraj viih alkohola u tenoj fazi 15-20% te i vie. Tolika koliina ovih primesa ispoljava uticaj na isparljivost etanola, u smeru njegovog znatnog smanjenja.

TEORIJSKE OSNOVE DESTILACIJEgrafik.2 Kriva ravnotee sistema etanol-voda u prisustvu viih alkohola

TEORIJSKE OSNOVE DESTILACIJESmanjenje isparljivosti etanola je najosetnije u prisustvu npropanola, manje kod izobutanola, a najmanje kod izoamil alkohola. Ova pojava objanjava se razliitom prirodom viih alkohola i razliitom rastvorljivou vii alkohola u etanolnovodenom rastvoru.

Uticaj pritiska na ravnoteu sistema etanol-vodaI i II Zakon Konovalova odnosi se na destilaciju koja se odigrava pri normalnom atmosferskom pritisku. Pri izmeni pritiska u smei koja se sastoji iz dve isparljive komponente, koje se nalaze u ravnotei sa parama, dolazi do pomeranja ravnotee, a sastav parne faze se menja pri svakoj novoj ravnotei.

TEORIJSKE OSNOVE DESTILACIJEUticaj pritiska na ravnoteu sastava faza u sistemu etanolvoda, teorijski i eksperimentalno izuavao je Vrevski, koji je dao dva zakona. I Zakon Vrevskog: Pri povienoj temperaturi kljuanja (ili pri povienom pritisku) kod dvokomponentne smee, u parama raste sadraj one komponente za ije isparavanje je potrebno utroiti vie energije. Energija koja je potrebna za isparavanje neke komponente, sastoji se iz dve veliine: a) energije koja se utroi na izdvajanje iste komponente iz rastvora i b) energije koja se utroi na njeno prevoenje u paru.

TEORIJSKE OSNOVE DESTILACIJEZbir ove dve energije, pri niskim koncentracijama etanola u rastvoru (do 21% v/v), via je za etanol nego za vodu. Obrnuto, pri viim koncentracijama etanola u rastvoru, vie energije se utroi na isparavanje vode. Zato, pri povienom pritisku rastvora sa manjom koncentracijom etanola, stvaraju se pare sa veim sadrajem etanola i obrnuto, kod rastvora sa visokom koncentracijom etanola pri povienom pritisku, izdvajaju se pare sa manjim sadrajem etanola. II Zakon Vrevrskog: Kod poviene temperature kljuanja (pritiska) rastvora, koji ima maksimum napona pare, u nerazdvojnoj kljuajuoj smei, raste sadraj one komponente za ije isparavanje treba utroiti veu koliinu energije. Prema II Zakonu Vrevskog, za smeu etanol-voda, pri sniavanju pritiska, azeotropna taka se pomera u stranu vee koncentracije etanola, to se vidi iz tabele 3.

TEORIJSKE OSNOVE DESTILACIJEtabela.3 Temperature kljuanja i sastav azeotropnih smea etanola i vode u zavisnosti od pritiska

TEORIJSKE OSNOVE DESTILACIJEDanas se u industrijskoj proizvodnji jakih alkoholnih pia i rektifikovanog etanola, koriste destilacije pri normalnom i pri snienom pritisku. Prvo se vri destilacija pri normalnom pritisku, a zatim pri snienom. Energija za postizanje snienog pritiska koristi se iz predhodnih kolona. Za ovo je potrebna vea debljina lima kod aparata i ureaja koji rade pri velikim vakuumima, kako ne bi dolo do njihove deformacije, usled spoljanjeg nadpritiska.

Jednostavna i sloena destilacijaJednostavna (prosta) destilacija izvodi se postepenim isparavanjem tenosti u destilacionom aparatu, uz permanentno odvoenje para na kondenzaciju. Na poetku destilacije, koncentracija etanola u parama i kondenzatu je visoka, a zatim se postepeno sniava, uporedo sa sniavanjem koliine etanola u tenosti koja destilie, do njegovog potpunog iscrpljenja.

TEORIJSKE OSNOVE DESTILACIJEProsena jaina destilata je uvek vea od poetne jaine sirovine koja se podvrgava destilaciji. Dinamika iscrpljivanja etanola iz tenosti sa razliitim poetnim koncentracijama etanola, pomou jednostavnog alambika, prikazano je u tabeli.4, merenjem koliine predestilisanog etanola u frakcijama destilata, od kojih svaka frakcija predstavlja deseti deo zapremine od sirovine koja se destilisala. Vidi se, na primer, da za potpuno iscrpljivanje etanola iz 5 %nog rastvora, potrebno predestilisati 4/10 njegove zapremine, a dobijeni destilat nee imati vie od 12,5 % v/v. Vino sa 10 %v/v treba predestilisati 6/10 njegove zapremine, da bi se potpuno iscrpeo etanol, pri emu e dobijeni destilat imati samo 16,66 % v/v etanola.

TEORIJSKE OSNOVE DESTILACIJEtabela.4 - Dinamika iscrpljivanja etanola pri jednostavnoj destilaciji

TEORIJSKE OSNOVE DESTILACIJEKod proizvodnih destilacija, nikad se ne ide na 100 %-tno iscrpljivanje etanola. Destilacijom pomou jednostavnog aparata, ne moe se dobiti destilat odgovarajue koncentracije etanola. Zato se u cilju dodatnog koncentrisanja etanola, primenjuje ponovna destilacija (redestilacija) dobijenog destilata U sluaju dobijanja destilata sa veoma visokom koncentracijom etanola, bilo bi potrebno izvesti nekoliko uzastopnih destilacija na jednostavnom aparatu (tabela.5). Destilacija jednostavnim aparatima je spora i skupa (vei utroak sirovine, radne snage i energije) pa se zato sve ee uvode sloeniji ureaji, kod kojih se moe dobiti destilat traene jaine, samo jednom destilacijom.

TEORIJSKE OSNOVE DESTILACIJETabela.5 Pojaavanje koncentracije etanola ponovnom destilacijom

TEORIJSKE OSNOVE DESTILACIJESloeni ureaji za destilaciju mogu raditi: a) prekidno i b) kontinualno. Kod ureaja za prekidnu destilaciju, koncentrisanje etanola postie se uvoenjem deflegmatora, a za jae koncentrisanje kolonski stub (kolona) sa manjim ili veim brojem podova. Pojaavanje koncentracije etanola deflegmatorima, odnosno obogaivanje parne faze niskokljuajuom lakoisparljivom komponentom deliminim kondenzovanjem para, oznaava se kao deflegmacija, a koncentrisanje etanola pomou kolonskog stuba (kolona) naziva se rektifikacija.

TEORIJSKE OSNOVE DESTILACIJEDeflegmacijaDeflegmacija predstavlja deliminu kondenzaciju alkoholnovodenih para u dodatnim ureajima aparata za destilaciju, koji se nazivaju deflegmatori. Iz aparata za destilaciju, alkoholno-vodene pare odlaze u Deflegmator, gde se hlaenjem vodom ili vazduhom, delimino kondenzuju. Ovom deliminom kondenzacijom dolazi do razdeljivanja isparene mase na teni deo nie jaine, zvani refluks ili flegma, koja se kao topla sliva nazad u aparat ili ureaj na ponovnu destilaciju, i deo para sa veom koncentracijom etanola, koje nastavljaju put u hladionik, gde se potpuno kondenzuju i hlade, da bi iz njega izaao hladan destilat. Hladionik kondenzuje sve pristigle pare, a deflegmator kondenzuje samo deo para, koje se kao flegma slivaju natrag u ureaj ,na ponovnu destilaciju i pojaavanje.

TEORIJSKE OSNOVE DESTILACIJEStepen deflegmacije, odnosno stepen pojaavanja etanola, zavisi od veliine i sistema deflegmatora i stepena njegovog hlaenja. Razlikuju se: a) jednokratna (prosta) i b) postepena (viestupna ili sloena) deflegmacija. Kod jednokratne deflegmacije, stvoreni kondenzat (flegma) stalno se nalazi u kontaktu sa parom. Kod viestupne deflegmacije, stvorena flegma odmah se odvodi iz kontakta sa parom, pa se koncentracija para (sadraj niskokljuajue komponente) poveava. Odnos koliine obrazovane flegme prema koliini pare koja se potpuno kondenzuje u destilat, naziva se flegmin (refluksni) broj: R = L/D gde je R = flegmin broj ili refluksni odnos, L = koliina flegme (kg/mol) a D = koliina destilata (kg/mol)

TEORIJSKE OSNOVE DESTILACIJEOvde postoje tri sluaja: I Kada se destilacija vodi tako, da se stvorene pare potpuno odvode iz kazana i potpuno kondenzuju u hladioniku, tako da ne dolazi do dopunskog pojaavanja para i odvajanja flegme (R=0) (praktino se ne primenjuje). II Kada pri destilaciji dolazi do maksimalno mogueg pojaavanja para i vei deo para se kondenzuje u deflegmatoru i vraa nazad u kazan u vidu flegme, a samo mala koliina para kondenzuje u hladioniku i izlazi iz sistema u vidu destilata, koncentracija etanola u destilatu bie blizu azeotropne take. (R ima neku optimalnu vrednost) III Kada se pri destilaciji sve nastale pare kondenzuju i vraaju u kazan kao flegma, tj kada deflegmator radi kao povratni hladionik (R=) (praktino se ne primenjuje).

TEORIJSKE OSNOVE DESTILACIJERektifikacijaRektifikacija je tehnoloka operacija, pri kojoj se ostvaruje meusobni kontakt diuih alkoholno-vodenih para i slivajue flegme, koja ide u susret parama, tj to je vie puta ponovljena jednostavna destilacija, koja se odigrava u posebnom ureaju koji se naziva kolona (kolonski stub). Kolona je sastavljena od niza podova koji su meusobno tako povezani, da kroz njih mogu prolaziti pare koje se diu nagore, i pri tome dolaze u kontakt sa destiliuom tenou (flegmom) koja se postepeno sputa sa poda na pod.Ovakvim ustrojstvom, svaki pod kolone, funkcionie kao jednostavni aparat za destilaciju, pa se po tome rektifikacija oznaava kao vie puta ponovljena jednostavna destilacija. Pri svakom kontaktu pare i flegme, deo para sa tee isparljivim komponentama se kondenzuje, a iz tene smee isparava deo lake isparljive, niskokljuajue komponente.

TEORIJSKE OSNOVE DESTILACIJENa ovaj nain, poveava se koncentracija lake niskokljuajue komponente u pari. Posle odgovarajueg dovoljnog broja kontakta pare i flegme, dobija se potrebna koncentracija lake isparljive komponente, koja se sa vrha kolone odvodi u deflegmator ili krajni kondenzator sistema. Iz deflegmatora, jedan deo kondenzata se vraa na vrh kolone, a drugi deo odvodi kao odgovarajua frakcija. Sa dna kolone polazi vodena para koja sa sobom nosi oko 2448 J/kg latentne toplote (544 kcal/kg) (za etanol ova toplota iznosi 999 J/kg (205 kcal/kg). Pare sa viom latentnom toplotom diu se ka vrhu kolone i prolaze kroz slivajuu tenost (flegmu) koja sadri veu koliinu etanola, no tenost na niem podu, odakle su pare dole. Idui postepeno ka vrhu kolone, pare se sve vie obogauju u etanolu., a tenost koja se sliva sa poda na pod, sve se vie osiromauje u etanolu, koji se obino potpuno iscrpi ,kada tenost stigne do dna kolone (kazan).

TEORIJSKE OSNOVE DESTILACIJEZahvaljujui veoj entalpiji para koje dolaze sa donjih podova sa niom koncentracijom etanola, mogue je dovesti do kljuanja tenost (flegmu) na svakom narednom viem podu kolone, na kome je vie etanola, a taka kljuanja nia. Na svakom podu kolone dolazi do izmene toplote i mase, pri emu pare koje odlaze sa poda nagore, imaju veu koncentraciju etanola, no pare koje su na pod dole. Na svakom podu se odigrava i destilacija i deflegmacija. Ukoliko kolona ima vie podova, mogunost za koncentrisanje etanola pri vrhu kolone je vea. Na svakom viem podu kolone, temperatura kljuanja tenosti je nia, jer je i vea koliina etanola, koji ima niu taku kljuanja od vode.

TEORIJSKE OSNOVE DESTILACIJEU zavisnosti od namene, za svaku kolonu izraunava se broj tzv. idealnih ili teoretskih podova. Pojam teorijski pod oznaava da para koja se die sa poda, stoji u ravnotei sa tenou koja sa njega istie. Para koja sa nieg poda ulazi u flegmu na viem podu, do te mere se pomea sa flegmom, da se za ono kratko vreme dodira, uspostavlja potpuna materijalna i toplotna ravnotea. Meutim, tako efikasna izmena toplote i mase u praksi se nikada ne deava, pa se zato broj izraunatih idealnih podova, preraunava na realne. Na idealnom podu, para je uvek bogatija isparljivom komponentom nego na realnom podu, ija je efikasnost iznad 60% (ide i do 80%) od efikasnosti teorijskog poda. relani broj podova = teorijski broj podova/efikasnost poda

TEORIJSKE OSNOVE DESTILACIJERektifikacija moe biti: a) diskontinualna i b) kontinualna. Ureaji za diskontinualnu rektifikaciju imaju jedan kazan, jednu kolonu i jedan deflegmator. Ovde se sirovina unosi u kazan i podvrgava rektifikaciji, sve dok se u njoj ne smanji koncentracija etanola do potrebne veliine. Ako bi se rektifikacija izvodila do potpunog iscrpljenja etanola, tada se iz kazana isputa dibra ili luter voda. Pri ovoj rektifikaciji lako se odvajaju frakcije. U zavisnosti od broja podova u koloni i broja deflegmatora, dobijeni destilat moe biti sa 50-90 % v/v etanola. Ureaji za kontinualnu rektifikaciju mogu imati jednu ili vie kolona, od kojih svaka ima svoj zadatak. Svaka kolona ima po jedan ili vie deflegmatora. Ovde se u kolonu, neprekidno uvodi polazna sirovina na tzv. napojni pod, a iz deflegmatora ili sa odreene visine kolone izvodi rektifikat. Sa dna kolone izvodi se dibra.

TEORIJSKE OSNOVE DESTILACIJETeorijske osnove rektifikacijeFermentisane sirovine namenjene destilaciji, predstavljaju mnogokomponentne sisteme. Prisutni su mnogi isparljivi sastojci koji destilacijom potpuno ili delimino prelaze u destilat. Pored glavnih sastojaka, etanola i vode, prisutne su i primese (vii alkoholi, estri, aldehidi, kiseline, furfural, BA, HCN, metanol i dr.) u koliini 0,1-0,5% u zavisnosti od sastava osnovne sirovine i naina destilacije. Oni su nosioci mirisa i ukusa, odnosno imida buduih finalnih proizvoda. Nasuprot ovome, u proizvodnji rafinisanog etanola, cilj je da se etanol to potpunije oisti od primesa. Primese imaju razliite temperature kljuanja i razliitu rastvorljivost u alkoholnovodenim rastvorima.

TEORIJSKE OSNOVE DESTILACIJETemperatura kljuanjaU zavisnosti od temperature kljuanja, sve isparljive primese mogu se podeliti u dve grupe: niskokljuajue i visokokljuajue. Niskokljuajue primese su one koje imaju niu taku kljuanja od etanola (78,30C): acet-aldehid, propion-aldehid, etil-formijat, metilacetat, etilacetat, metanol, izobutil-aldehid dr. Visokokljuajue primese su one koje imaju viu taku kljuanja od etanola: vii alkoholi, kiseline, visokokljuajui estri, visokokljuajui aldehidi, furfural i dr.

TEORIJSKE OSNOVE DESTILACIJEKoeficijent isparenja (Ki)Sve primese etanola koje se nalaze u destilatima, Sorel je podelio u: primese prvenca, primese srednje frakcije (srca) i primese patoke. Koeficijent isparenja etanola (Ki etanola) predstavlja odnos izmeu sadraja etanola (molskog udela) u parnoj fazi (parama) u odnosu na sadraj etanola (molskog udela) u tenoj fazi (tenosti koja destilie): Ki =mol.udeo etanola u parama/mol.udeo etanola u tenosti Brzina prelaenja pojedinih sastojaka (primesa) u destilat vidi se po koeficijentu isparenja primesa (Ki primesa) koji predstavlja odnos koliine (molski udeo) neke primese u parnoj fazi (parama), u odnosu na koliinu (molski udeo) te primese u tenoj fazi (tenosti). Ki = mol.udeo primesa u parama/mol.udeo primese u tenosti

TEORIJSKE OSNOVE DESTILACIJEKi pokazuje stepen pojaavanja etanola ili primesa pri datim uslovima destilacije, odnosno brzinu prelaenja pojedinih sastojaka u destilat. Skoro svi aromatini sastojci su dobro rastvorljivi u etanolu. Etanol, metanol, acetaldehid, propanol, siretna kiselina, propionska kiselina, dobro su rastvorljivi u vodi. Veina drugih sastojaka, koji prate etanol, teko se ili ogranieno rastvaraju u vodi i niskoalkoholnim rastvorima: viemasne kiseline (enantna, kaprilna, kaprinska, buterna). Teko rastvorljivi su i estri viih masnih kiselina: izoamilizovalerijanat, izoamil estar siretne kiseline, etilizovalerijanat, etilizobutirat, etilbutirat. Neto bolje je rastvorljiv etilacetat. Veina viih alkohola teko je rastvorljiva u vodi: heksanol, amilalkohol, izoamilalkohol, a neto bolje butanol i izobutanol.

TEORIJSKE OSNOVE DESTILACIJESlaba rastvorljivost sastojaka sa velikom molekulskom teinom u vodi i slabo alkoholnim rastvorima, ima uticaja na njihovo lake isparavanje pri destilaciji fermentisanih sirovina i sirovih mekih destilata, sa koncentracijom etanola do 30 %v/v, uprkos njihovim visokim takama kljuanja. to je koncentracija etanola vea, to je Kip manji.

TEORIJSKE OSNOVE DESTILACIJEKip zavisi od sadraja etanola, a ne zavisi od reima destilacije i koncentracije primesa, ako njihov sadraj ne prelazi 2 %. (reim destilacije sporije ili bre, laganije ili intenzivnije zagrevanje). Kip ukazuje da pri svakoj destilaciji, sadraj isparljivih sastojaka zavisi od njihove koncentracije u destiliuoj tenosti. Promene Kip u zavisnosti od koncentracije etanola u destiliuoj sirovini, prikazan je na grafiku 3 (Inoin i Meranian). Sa grafika se uoava, da se primese koje prate etanol meusobno znatno razlikuju u koeficijentima isparenja. Vidi se da se njegova vrednost, kod svih primesa smanjuje sa porastom koncentracije etanola u tenoj fazi. Kod nekih je Ki >1 pri svim konc. etanola, dok je kod drugih Ki< 1 pri viim konc. etanola. Jedino CH3COOH ima Kip1, dolazi do koncentrisanja primese u parnoj fazi (parama), jer je pri datim uslovima ona isparljivija od etanola. Primese koje imaju Kr>1, nazivaju se primese prvenca. Kada je Kr=1, to znai da u sistemu vlada ekvimolekulska ravnotea i destilacijom ne dolazi do poveanja koncentracije primesa, niti do ienja etanola od te primese. U odnosu na etanol, posmatrane primese ima u istim koliinama i u destiliuoj tenosti i u dobijenom destilatu. Kada je Kr1, to znai da su isparljivije od njega (najvie ih ima u prvencu). Posebno su interesantne vrednosti Kr za metanol i vie alkohole. Uprkos niskoj taki kljuanja (64,7 %v/v), metanol ima Kr